JP5743776B2 - 端子金具 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などのフラット回路体が挿入装着されるコネクタに装備されて、前記コネクタに挿入装着されるフラット回路体の表面に装備された導体パターンとの導通接続を果たす端子金具に関する。

近年、デジタルカメラ、プリンタ、携帯電話機、パソコン等の各種電子機器の内部配線材として、上記のＦＰＣやＦＦＣなどのフラット回路体を使用することが増えている。

従来、上記のフラット回路体の導体や、このフラット回路体の導体パターンに接続されるコネクタ（フラット回路体用コネクタ）の接続端子は、接続性能を向上させるために、その表面に錫−鉛合金（Ｓｎ−Ｐｂ）メッキを施したものが、広く普及していた。ところが、近年、環境上の問題から、Ｐｂフリー（非鉛）化の要求が高まってきたのに伴って、フラット回路体の導体やコネクタの接続端子には、錫（Ｓｎ）メッキが施されるようになってきた。

しかし、錫メッキを施した導体と接続端子との接触部では、錫の摩耗粉等に摺動時の押圧荷重が作用することが原因となって、ウィスカ（針状単結晶）が発生し易い。

前記ウィスカは、メッキ被膜表面に発生したヒゲ状の結晶生成物であり、錫合金或いは純錫でメッキした場合に発生し易く、発生後には、成長して短絡等の障害を招くことがあった。

次に、フラット回路体が挿入装着される従来のコネクタとウィスカの発生態様を、図５〜図８により説明する。

図５において、符号１０１はプリント基板等に搭載されるコネクタ、符号１１１はコネクタ１０１に挿入装着されるフラット回路体である。

フラット回路体１１１の先端には、コネクタ１０１への挿入操作によりコネクタ１０１との結合を果たす樹脂製のスライダ１１６が、装備されている。図５の矢印Ｅ１は、スライダ１１６をコネクタ１０１に挿入する方向を示している。

図５に示したコネクタ１０１は、下記特許文献１に開示されたものである。
コネクタ１０１は、複数の端子金具１２０を収容保持する。端子金具１２０は、コネクタ１０１に挿入装着されるフラット回路体１１１の表面に形成された導体パターン１１２（図８参照）との導通接続を果たす金具である。

フラット回路体１１１は、図７及び図８に示すように、シート状或いは平板状に形成された絶縁性基板１１３の表面に、複数の導体パターン１１２を装備したものである。複数の導体パターン１１２は、所定の配列ピッチに、形成されている。隣接する導体パターン１１２間には、所定の幅の絶縁体部１１３ａが設けられる。絶縁体部１１３ａは絶縁性基板１１３と一体である。

特許文献１のコネクタ１０１に収容保持される複数の端子金具１２０は、図８に示したフラット回路体１１１上の複数の導体パターン１１２と同じ配列ピッチで、保持される。

各端子金具１２０は、図６及び図７に示すように、フラット回路体１１１がコネクタ１０１に挿入されると導体パターン１１２の上を摺動する接点部１２１ａを有した導通アーム部１２１と、接点部１２１ａが導体パターン１１２との接触状態を保つようにフラット回路体１１１の裏面を接点部１２１ａ側に押圧する挟持アーム部１２２と、を備える。

導通アーム部１２１と挟持アーム部１２２は、端子金具１２０の基端側で合流している。端子金具１２０の基端側は、図示はしていないが、コネクタ１０１が搭載される基板上の回路パターンに接続される。

導通アーム部１２１の接点部１２１ａは、導体パターン１１２との接触面が円形または長円形となる突起状である。図８には、導体パターン１１２に対する接点部１２１ａの接触面１２１ｂを、単純な円形状にして示している。

以上に説明したフラット回路体１１１の導体パターン１１２や接点部１２１ａが、錫合金或いは純錫でメッキされている場合、導体パターン１１２上を摺動する接触面１２１ｂの周囲では、錫合金や錫の摩耗粉５１が発生し、これらの摩耗粉５１に摺動時の押圧荷重が作用することが原因となって、図８に示すように、接触面１２１ｂの周囲にウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３が発生する。

特開２００３−３１７８５９号公報

ところが、特許文献１のコネクタ１０１における端子金具１２０の構造では、ウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３の発生箇所の周囲は開放した空間になっているため、接触面１２１ｂの周囲に発生したウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３が成長すると、隣接する導体パターン１１２に接触して、短絡事故を招く。図８において、符号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３はウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３による短絡箇所を示している。

特許文献１におけるコネクタ１０１において前述のウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３による短絡事故を防止する方法としては、フラット回路体１１１の導体パターン１１２や端子金具１２０の接点部１２１ａに施す金属メッキを、金（Ａｕ）メッキや、銀（Ａｇ）メッキに変更して、ウィスカの発生自体を防止する方法が有効である。

しかし、このような貴金属によるメッキに変更すると、メッキ処理費が高額化して、製品のコストアップを招くという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、コネクタに挿入装着されたフラット回路体の導体パターンとの導通接続箇所において、コストアップを招かずにウィスカによる短絡事故の発生を防止することができる端子金具を提供することにある。

本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１）コネクタに装備されて、前記コネクタに挿入装着されるフラット回路体の表面に装備された導体パターンとの導通接続を果たす端子金具であって、
前記フラット回路体が挿入されると前記導体パターンの上を摺動する接点部を有した導通アーム部と、前記接点部が前記導体パターンとの接触状態を保つように前記フラット回路体の裏面を前記接点部側に押圧する挟持アーム部と、を備え、
前記接点部は、
前記導体パターンに最初に接触する先端縁が前記フラット回路体の挿入方向に凹んだ凹形状で、且つ、前記フラット回路体の挿入方向と直交する方向に前記導体パターンと接触する接触幅が前記先端縁で最大となる平面形状に形成されて前記導体パターンに面接触する接触面と、
前記導体パターンの表面と交差するように前記先端縁から立ち上がり、前記接触面が前記導体パターンの表面を摺動した際に発生する摩耗粉を前記凹形状の内奥に掻き集める回収面と、
を備えたことを特徴とする端子金具。

（２）前記回収面は、前記凹形状の内奥に掻き集められた摩耗粉から発生するウィスカが前記凹形状の両外側に脱出しない程度に、前記先端縁から立ち上がる高さ寸法が設定されていることを特徴とする上記（１）に記載の端子金具。

上記（１）の構成によれば、フラット回路体の導体パターンに摺動接触する端子金具の接点部の接触面は、フラット回路体の挿入方向と直交する方向に導体パターンと接触する接触幅が先端縁で最大となり、且つ、接触面の先端縁がフラット回路体の挿入方向に凹んだ凹形状となっている。そのため、端子金具の接点部の接触面と導体パターンとの摺動接触により発生した摩耗粉は、先端縁から立ち上がる接点部の回収面により、接触面の先端縁が形成している凹形状の内奥に掻き集められる。

そして、摩耗粉の加圧によりウィスカが発生しても、ウィスカの発生箇所の両側が接点部の回収面によって囲われており、ウィスカが隣接する導体パターン側に延出しないように、接点部の回収面がウィスカを封じ込める。

従って、接点部の周囲にウィスカが発生しても、そのウィスカによって短絡事故が発生することを防止することができる。

また、ウィスカの発生自体を防止するために、端子金具の接点部やフラット回路体の導体パターンに対するメッキ処理を、金（Ａｕ）メッキや、銀（Ａｇ）メッキなどの貴金属によるメッキに変更する必要が無くなり、安価な錫メッキにすることができるため、製造コストを低減させることができる。

即ち、上記（１）の構成によれば、コネクタに挿入装着されたフラット回路体の導体パターンとの導通接続箇所において、コストアップを招かずにウィスカによる短絡事故の発生を防止することができる。

上記（２）の構成によれば、回収面の高さ寸法を適宜に設定することで、接点部の先端縁の凹形状内にウィスカを封じ込める構成で、接点部の接触面及び回収面以外の構造は特に制限が必要なく、自由に設計することができる。従って、端子金具の設計自由度を高めることができる。

本発明による端子金具によれば、端子金具の接点部の接触面と導体パターンとの摺動接触により発生した摩耗粉は、先端縁から立ち上がる接点部の回収面により、接触面の先端縁が形成している凹形状の内奥に掻き集められる。

そして、摩耗粉の加圧によりウィスカが発生しても、ウィスカが隣接する導体パターン側に延出しないように、接点部の回収面がウィスカを封じ込める。

従って、接点部の周囲にウィスカが発生しても、そのウィスカによって短絡事故が発生することを防止することができる。

また、ウィスカの発生自体を防止するために、端子金具の接点部やフラット回路体の導体パターンに対するメッキ処理を、金（Ａｕ）メッキや、銀（Ａｇ）メッキなどの貴金属によるメッキに変更する必要が無くなり、安価な錫メッキにすることができるため、製造コストを低減させることができる。

即ち、本発明による端子金具によれば、コネクタに挿入装着されたフラット回路体の導体パターンとの導通接続箇所において、コストアップを招かずにウィスカによる短絡事故の発生を防止することができる。

本発明に係る端子金具を用いたコネクタとフラット回路体の一実施形態の平面図である。 本発明の一実施形態の端子金具の斜視図である。 図２に示した端子金具がフラット回路体の導体パターンに導通接続されている状態の側面図である。 図３のＢ矢視図で、端子金具の接点部の接触面の周囲に発生したウィスカが接点部の回収面により封じ込められて、ウィスカによる短絡事故が防止されている状態の説明図である。 フラット回路体が挿入装着される従来のコネクタの斜視図である。 図５に示したコネクタに収容保持される端子金具の斜視図である。 図６が示した端子金具がフラット回路体の導体パターンに導通接続されている状態の側面図である。 図７のＡ矢視図で、従来の端子金具の接点部の接触面の周囲に発生したウィスカによって隣接する導体パターン相互が短絡する状態の説明図である。

以下、本発明に係る端子金具の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図４は本発明に係る端子金具の一実施形態を説明するもので、図１は本発明の端子金具を用いたコネクタとフラット回路体の一実施形態の平面図、図２は一実施形態の端子金具の斜視図、図３は図２に示した端子金具がフラット回路体の導体パターンに導通接続されている状態の側面図、図４は図３のＢ矢視図で、端子金具の接点部の接触面の周囲に発生したウィスカが接点部の回収面により封じ込められて、ウィスカによる短絡事故が防止されている状態の説明図である。

図１に示したコネクタ１１は、回路基板に搭載されるコネクタで、上面がスライダ係合面１３となっている。そして、スライダ係合面１３の下方に、スライダ挿入部１５が配設されている。このスライダ挿入部１５には、フラット回路体２１に接続されたスライダ３１の本体部３２と、この本体部３２の裏側に支持されたフラット回路体２１の接続端子部２３（図４参照）と、が挿入される。

コネクタ１１のスライダ係合面１３は、スライダ３１の挿入方向（図の矢印Ｂ方向）に沿って形成された平面である。

また、コネクタ１１のスライダ挿入部１５内には、本発明の一実施形態の端子金具４０が、収容保持されている。一実施形態の端子金具４０は、スライダ挿入部１５にスライダ３１が適正に挿入されると、フラット回路体２１の接続端子部２３の表面に装備された導体パターン２５との導通接続を果たす。

フラット回路体２１の接続端子部２３は、図３及び図４に示すように、シート状或いは平板状に形成された絶縁性基板２６の表面に、複数の導体パターン２５を装備したものである。複数の導体パターン２５は、図４に示すように、所定の配列ピッチに、形成されている。隣接する導体パターン２５間には、所定の幅の絶縁体部２６ａが設けられる。絶縁体部２６ａは絶縁性基板２６と一体の絶縁体層である。

一実施形態の端子金具４０は、図２及び図３に示すように、導通アーム部４１と、挟持アーム部４２と、を備える。

導通アーム部４１は、図３に示すように、スライダ挿入部１５に挿入される接続端子部２３の表面（導体パターン２５）と略平行に、接続端子部２３の挿入方向（図３の矢印Ｘ１方向）に沿って延出したアーム本体４１ａと、該アーム本体４１ａの先端に一体形成される接点部４１ｂと、を有している。

接点部４１ｂは、接続端子部２３がスライダ挿入部１５に適正に挿入されると、接続端子部２３の表面の導体パターン２５の上を摺動して、導体パターン２５との電気的接続を果たす。

挟持アーム部４２は、導通アーム部４１との間に接続端子部２３を挟むように延設されている。この挟持アーム部４２は、接点部４１ｂが導体パターン２５との接触状態を保つように、フラット回路体２１の裏面（図３では、絶縁性基板２６の下面）を接点部４１ｂ側に押圧する。

本実施形態の場合、接点部４１ｂは、導体パターン２５に面接触する接触面４１１（図３参照）と、導体パターン２５に最初に接触する接触面４１１の先端縁４１１ａから立ち上がる回収面４１２と、を備えている。

接触面４１１は、先端縁４１１ａがフラット回路体２１の挿入方向（図３の矢印Ｘ１方向）に凹んだ凹形状で、且つ、接触幅が先端縁４１１ａの先端両端部で最大（Ｗmax）となる平面形状に形成されている。前記接触幅とは、フラット回路体２１の挿入方向と直交する方向（図４の矢印Ｙ１方向）に導体パターン２５と接触する幅寸法である。

回収面４１２は、導体パターン２５の表面と略直交する方向に交差するように、先端縁４１１ａから立ち上がった面である。この回収面４１２は、図４に示すように、接触面４１１が導体パターン２５の表面を摺動した際に発生する摩耗粉５１を凹形状の内奥に掻き集める。

本実施形態の場合、回収面４１２は、接触面４１１の先端縁４１１ａが形成する凹形状の内奥に掻き集められた摩耗粉５１から発生するウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…が前記凹形状の両外側に脱出しない程度に、先端縁４１１ａから立ち上がる高さ寸法Ｈ１（図３参照）が設定されている。

以上に説明した導通アーム部４１及び挟持アーム部４２の基端側は、合流して１本の軸部４３となり、コネクタ１１が搭載される回路基板の回路パターンに接続される。

以上に説明した一実施形態の端子金具４０によれば、フラット回路体２１の導体パターン２５に摺動接触する接点部４１ｂの接触面４１１は、フラット回路体２１の挿入方向と直交する方向に導体パターン２５と接触する接触幅が先端縁４１１ａで最大となり、且つ、接触面４１１の先端縁４１１ａがフラット回路体２１の挿入方向に凹んだ凹形状となっている。

そのため、接触面４１１と導体パターン２５との摺動接触により発生した摩耗粉５１は、図４に示したように、先端縁４１１ａから立ち上がる接点部４１ｂの回収面４１２により、接触面４１１の先端縁４１１ａが形成している凹形状の内奥に掻き集められる。

そして、摩耗粉５１の加圧によりウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…が発生しても、ウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…の発生箇所の両側が接点部４１ｂの回収面４１２によって囲われており、ウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…が隣接する導体パターン２５側に延出しないように、接点部４１ｂの回収面４１２がウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…を封じ込める。

従って、接点部４１ｂの周囲にウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…が発生しても、そのウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…によって短絡事故が発生することを防止することができる。

また、ウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…の発生自体を防止するために、端子金具４０の接点部４１ｂやフラット回路体２１の導体パターン２５に対するメッキ処理を、金（Ａｕ）メッキや、銀（Ａｇ）メッキなどの貴金属によるメッキに変更する必要が無くなり、安価な錫メッキにすることができるため、製造コストを低減させることができる。

即ち、以上に説明した一実施形態の端子金具４０によれば、コネクタ１１に挿入装着されたフラット回路体２１の導体パターン２５との導通接続箇所において、コストアップを招かずにウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…による短絡事故の発生を防止することができる。

また、以上に説明した一実施形態の端子金具４０は、回収面４１２の高さ寸法Ｈ１を適宜に設定することで、接点部４１ｂの先端縁４１１ａの凹形状内にウィスカＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…を封じ込める構成で、接点部４１ｂの接触面４１１及び回収面４１２以外の構造は特に制限が必要なく、自由に設計することができる。従って、端子金具４０の設計自由度を高めることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１ コネクタ
２１ フラット回路体
２５ 導体パターン
４０ 端子金具
４１ 導通アーム部
４１ｂ 接点部
４２ 挟持アーム部
４１１ 接触面
４１１ａ 先端縁
４１２ 回収面
５１ 摩耗粉
Ｈ１ 高さ寸法

Claims (2)

1. コネクタに装備されて、前記コネクタに挿入装着されるフラット回路体の表面に装備された導体パターンとの導通接続を果たす端子金具であって、
   前記フラット回路体が挿入されると前記導体パターンの上を摺動する接点部を有した導通アーム部と、前記接点部が前記導体パターンとの接触状態を保つように前記フラット回路体の裏面を前記接点部側に押圧する挟持アーム部と、を備え、
   前記接点部は、
   前記導体パターンに最初に接触する先端縁が前記フラット回路体の挿入方向に凹んだ凹形状で、且つ、前記フラット回路体の挿入方向と直交する方向に前記導体パターンと接触する接触幅が前記先端縁で最大となる平面形状に形成されて前記導体パターンに面接触する接触面と、
   前記導体パターンの表面と交差するように前記先端縁から立ち上がり、前記接触面が前記導体パターンの表面を摺動した際に発生する摩耗粉を前記凹形状の内奥に掻き集める回収面と、
   を備えたことを特徴とする端子金具。
2. 前記回収面は、前記凹形状の内奥に掻き集められた摩耗粉から発生するウィスカが前記凹形状の両外側に脱出しない程度に、前記先端縁から立ち上がる高さ寸法が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。

Images